Бронепробиваемость

Бронепробиваемость — максимальная толщина пробития в миллиметрах бронебойным калиберным или подкалиберным снарядами, или кумулятивными снарядами ствольной артиллерии или ракетными снарядами, или различными типами мин, авиационных бомб, и иных снарядов использующих кумулятивный эффект или эффект ударного ядра (УЯ) однородной стальной преграды (броневой гомогенной катанной стали).

Толщина пробития брони не имеет практического значения без сохранения снарядом, кумулятивной струей, ударным ядром остаточного заброневого (запреградного действия). После пробития брони в заброневое пространство по разным способам оценки бронепробиваемости, должны выйти целые снаряды, сердечники, ударные ядра, либо разрушенные фрагменты этих снарядов или сердечников, фрагменты кумулятивной струи или ударного ядра.

Оценка бронепробиваемости

Бронепробиваемость снарядов в разных странах оценивается по достаточно различающимся методикам. Общая оценка бронепробиваемости наиболее корректно может описываться максимальной толщиной пробития гомогенной брони расположенной под углом 90 градусов к линии подлета снаряда. При оценке бронепробиваемости и соответственной бронестойкости брони оперируют понятиями «Предел Тыльной Прочности» (ПТП), называемой до Второй мировой войны «Пределом Тыльной Стойкости», и «Пределом сквозного пробития» (ПСП). ПТП есть минимально допустимая толщина брони, тыльная поверхность которой остается ненарушенной при ведении огня из выбранного артиллерийского орудия определёнными боеприпасами с некоторой выбранной дистанции стрельбы. ПСП есть максимальная толщина брони, которую может пробить артиллерийское орудие известным типом снаряда с некоторой выбранной дистанции стрельбы.

Реальные же цифры показателей бронепробиваемости могут находиться между значениями ПТП и ПСП. Оценка бронепробиваемости значительно искажается при попадании снаряда в броню установленную не под прямым углом к линии подлета снаряда а с наклоном. В общем случае бронепробиваемость при уменьшении угла наклона брони к горизонту может уменьшиться многократно, и при некотором угле (своём для каждого типа снаряда и типа (свойств) брони) снаряд начинает рикошетировать от брони, не «закусывая» её, то есть не начиная внедрения в броню. Ещё сильнее искажается оценка бронепробиваемости при попадании снарядов не в гомогенную катаную броню, а в современную броневую защиту бронетанковой техники, которая в настоящее время практически повсеместно выполняется не однородной, а гетерогенной — многослойной со вставками различных армирующих элементов и материалов (керамики, пластических масс, композитов, разнородных металлов в том числе и лёгких).

В настоящее время при оценке бронепробиваемости в разных странах как правило принимается расстояние от орудия из которого производится обстрел брони до брони не менее чем 2000 м, хотя это расстояние в некоторых случаях может быть уменьшено или увеличено. Но прослеживается тенденция к увеличению расстояния обстрела брони до более чем 2000 м Это связано с непрерывным ростом бронепробиваемости кинетических боеприпасов БОПС), применением тандемных боеприпасов и большей кратности боевых частей кумулятивных реактивных снарядов (например, ПТУР, тенденцией к увеличению калибра танковых артиллерийских орудий и соответственного ожидаемого роста бронепробиваемости.

Бронепробиваемость тесно связана с понятием «толщина бронезащиты» или «стойкости к воздействию снаряда (того или иного вида воздействия)» или «бронестойкости». Бронестойкость (толщина брони, сойкость к воздействию) обычно указывается как некая средняя. Если величина бронестойкости (например ВЛД) брони какого-либо современного бронетанкового средства с многослойной броней по ТТХ этого средства равно 700 мм, это может означать, что воздействие кумулятивных боеприпасов с бронепробиваемостью в 700 мм, такая броня выдержит, а кинетического снаряда (БОПС) с бронепробиваемостью всего в 620 мм не выдержит. Для точной оценки бронестойкости бронетанкового средства необходимо указывать по крайней мере две величины бронестойкости, для БОПСА и для кумулятивных боеприпасов.

Бронепробиваемость при откольном действии

В некоторых случаях при применении обычных кинетических снарядов (БОПС) или специальных осколочно-фугасных снарядов с пластическим ВВ (а по механизму воздействия бризантных с эффектом Гопкинсона) имеет место не сквозное пробитие а заброневое (запреградное) «откольное» действие, при котором осколки брони отлетающие при несквозном повреждении брони с её тыльной стороны имеют энергию достаточную для поражения экипажа или материальной части бронированного средства. Откол материала происходит вследствие прохождения по материалу преграды (брони) ударной волны возбуждаемой динамическим воздействием кинетических боеприпасов (БОПС) или ударной волны детонации пластического ВВ и механического напряжение матерала в том месте где его уже не удерживают следующие слои материала (с тыльной стороны) до его механического разрушения, с приданием отколовшейся части материала некоторой скорости удаления за счёт упругих взаимодействий с массивом остающегося материала преграды.

Бронепробиваемость кумулятивных боеприпасов

По бронепробиваемости валовые кумулятивные боеприпасы примерно равноценны современным кинетическим боеприпасам но принципиально могут иметь значительные преимущества по бронепробиваемости перед кинетическими снарядами, пока не будут существенно (более чем до 4000 м/c) увеличены начальные скорости последних или удлинение сердечников БОПС. Для калиберных кумулятивных боеприпасов можно употреблять понятие «коэффициента бронепробиваемости», выражающегося в отношении калибра боеприпасов к бронепробиваемости. Коэффициент бронепробиваемости у современных кумулятивных боеприпасов может достигать 6-7,5. Перспективные кумулятивные боеприпасы, снаряженные специальными мощными ВВ, снабженные облицовкой из материалов типа обедненного урана, тантала, и пр. могут иметь коэффициент бронепробиваемости до 10 и более. Кумулятивные боеприпасы имеют и недостатки по бронепробиваемости, например недостаточное заброневое действие при работе на пределах бронепробиваемости, возможность разрушения или расфокусировки кумулятивной струи достигаемые различными и часто достаточно простыми способами обороняющейся стороной.

Согласно гидродинамической теории М. А. Лаврентьева, пробивное действие кумулятивного заряда с конической воронкой :

b=L*(Pc/Pп)^0,5 где b-глубина проникновения струи в преграду, L - длина струи, равная длине образующей конуса кумулятивной выемки, Рс - плотность материала струи, Рп - плотность преграды. Длина струи L: L=R/sinA, где R-радиус заряда, А-угол между осью заряда и образующей конуса. Однако в современных боеприпасах применяются различные меры для осевого растяжения струи (воронка с переменным углом конусности,, с перменной толщиной стенок) и бронепробиваемость современных боеприпасов может превышать 9 диаметров заряда.

Расчёты бронепробиваемости

Теоретическая бронепробиваемость кинетических боеприпасов может быть вычислена по формулам Сиаччи и Круппов, Гавра, Томпсона, Дэвиса, Кирилова, USN и др. постоянно совершенствуемым формулам. Для вычисления теоретической бронепробиваемости кумулятивных боеприпасов применяются формулы гидродинамических течений и упрощенные формулы, например Макмиллана, Тейлора-Лавреньтьева, Покровского и т. д. Теоретически рассчитанная бронепробиваемость, далеко не во всех случаях сходится с реальной бронепробиваемостью.

Хорошую сходимость с табличными и экспериментальными данными показывает формула Якоба де Марра (де Марре):$b=(V/K)^{1,43}\cdot(q^{0,71}/d^{1,07})\cdot(\cos A)^{1,4}$, где b--толщина брони,дм, V,м/с--скорость встречи снаряда с броней, К--коэффициент стойкости брони, имеет величину от 1900 до 2400, но обычно 2200, q,кг--масса снаряда, d--калибр снаряда, дм, А--угол между продольной осью снаряда и нормалью к броне в момент встречи (дм---не дюймы, а дециметры!)

Формула Якоба де Марра применима для тупоголовых бронебойных снарядов (не учитывает заострения головной части) и иногда дает неплохую сходимость для современных БОПС.

Бронепробиваемость стрелкового оружия

Бронепробиваемость пуль стрелкового оружия определяется, как по максимальной толщине пробития броневой стали так и по способности сквозного пробития защитной одежды различных классов защиты (структурной защиты) с сохранением запреградного действия достаточного для гарантированного вывода противника из строя. В различных странах необходимая остаточная энергия пули или осколков пули после пробития защитной одежды оценивается от 80 Дж и выше. В общем случае известно, что используемые в бронебойных пулях разного рода сердечники после пробития преграды имеют достаточное убойное действие только при калибре сердечника не менее 6-7 мм, и его остаточной скорости не менее 200 м/с. Например бронебойные пистолетные пули с диаметром сердечника менее 6 мм, имеют весьма низкое убойное действие после пробития преграды сердечником.

Бронепробиваемость пуль стрелкового оружия: $b=(Cqd^2a^{-1})\cdot \ln(1+Bv^2)$, где b-глубина проникновения пули в преграду, q-масса пули, а-коэффициент формы головной части, d -диаметр пули, v-скорость пули в точке встречи с преградой, В и С-коэффициенты для различных материлов. Коэффициент а=1,91-0,35*h/d,где h-высота головной части пули, для пули обр.1908 а=1, пули патрона обр.1943 а=1,3, пули патрона ТТ а=1,7 Коэффициент В=5,5*10^-7для брони (мягкой и твердой), Коэффициент С=2450 для мягкой брони с НВ=255 и 2960 для твердой с НВ=444. Формула приближенная, не учитывает деформацию ГЧ, поэтому для брони следует подставлять в нее параметры бронебойного сердечника, а не собственно пули

Пробиваемость

Задачи пробивания преград в военной технике не ограничиваются пробиванием металлической брони, но также заключаются в пробивании различными типами снарядов (например бетонобойными) преград из иных конструкционных и строительных материалов. Например обычными преградами являются грунты (обычные и мерзлые), пески с различным содержанием воды, суглинки, известняки, граниты, дерево, кирпичная кладка, бетон, железобетон. Для расчётов пробиваемости (глубины проникания в преграду снаряда) в нашей стране используют несколько эмпирических формул глубины внедрения снарядов в преграду например формулу Забудского, Формулу АНИИ, или устаревшую Березанскую формулу.

История

Необходимость оценки бронепробиваемости впервые возникла в эпоху возникновения морских броненосцев. Уже в середине 1860-х гг, на Западе появляются первые исследования по оценке бронепробиваемости сначала круглых стальных ядер дульнозарядных артиллерийских орудий, а затем и стальных бронебойных продолговатых снарядов нарезных артиллерийских орудий. К этому же времени на Западе развивается отдельный раздел баллистики изучающей бронепробиваемость снарядов, и появляются первые формулы расчётов бронепробиваемости.

Ещё с 1930-х годов 20-го века начались значительные расхождения по оценке бронепробиваемости (и соответственно бронестойкости) брони. В Великобритании считалось, что все фрагменты (осколки) бронебойного снаряда (в то время бронепробиваемость кумулятивных снарядов ещё не оценивалась) после пробития брони должны проникать в заброневое (запреградное) пространство. В СССР придерживались такого же правила. В Германии и США считалось что броня пробита если не менее 70-80 % фрагментов снаряда проникнут в заброневое пространство. В конечном счёте, стало принято считать что броня пробита если более половины фрагментов снаряда окажутся в заброневом пространстве. Остаточная энергия фрагментов снаряда оказавшаяся за броней не учитывалась, и таким образом запреградное действие этих фрагментов также оставалось невыясненным, колеблясь от случая к случаю.

Бронепробиваемость отечественных средств поражения бронетанковой техники и аналогичных иностранных средств поражения постоянно обсуждаемая тема даже по прошествии более чем 60 лет со времени окончания Великой Отечественной войны, где количество боестолкновения с применением бронированных средств и средств их кинетического поражения остается непревзойденным по настоящее время.

В основном сравниваются возможности бронепробиваемости отечественных и немецких противотанковых средств (артиллерийских орудий) Из анализа бронепробиваемости различных артиллерийских систем периода Второй мировой войны вытекает совершенно очевидный вывод что при одинаковом калибре, одинаковой длине ствола, одинаковом по весу пороховом заряде немецкие артиллерийские орудия во всех случаях имели лучшую баллистику чем отечественные артиллерийские орудия практически без исключений. Отечественные артиллерийские орудия превышали по бронепробиваемости немецкие, только в случае увеличенного калибра, увеличенной длины ствола, или увеличенного порохового заряда, а в большинстве случаев только за счёт нескольких увеличений. Качество бронебойных (как калиберных так и подкалиберных) снарядов и кумулятивных снарядов отечественной артиллерии было всегда хуже немецкого, хотя и подкалиберные и кумулятивные отечественные снаряды конструировались на основе немецких (под руководством И. С. Бурмистрова и М. Я. Васильева в НИИ-6) Это постоянное отставание в баллистике артиллерии удалось ликвидировать только в послевоенные годы, в том числе и благодаря работе немецких артиллерийских инженеров в СССР. В послевоенные годы отечественная артиллерия совершила значительный прорыв в частности в области создания высокоэффективных гладкоствольных противотанковых и танковых орудий.

В настоящее время из-за постоянного совершенствования бронирования бронетанковой техники вероятного противника и застоя в исследовании ствольной и ракетной артиллерии, а также боеприпасов для них бронепробиваемость штатных и валовых отечественных кинетических боеприпасов (бронепробиваемость опытных боеприпасов ОБПС типа «Свинец-2» не имеет значения в случае военных столкновений) недостаточна для надежного поражения бронетанковых средств противника в лобовые проекции со средних и дальних дистанций. Недостаточна для сегодняшнего времени и бронепробиваемость кумулятивных снарядов отечественной ствольной артиллерии, хотя и это отставание, можно ликвидировать при достаточном финансировании разработок.

Литература

• Широкорад А. Энциклопедия отечественной артиллерии Минск.: Харвест, 2000.
• Широкорад А. Бог войны третьего рейха М.: «АСТ», 2003
• Грабин В. Оружие победы М.: Политиздат, 1989.
• Широкорад А. Гений советской артиллерии М.: «АСТ», 2003.

Примечания

Для улучшения этой статьи желательно?: Добавить иллюстрации. Проставив сноски, внести более точные указания на источники. Проставить интервики в рамках проекта Интервики.